潛水泵的機械密封裝置的製作方法
2023-06-01 01:41:21 1
專利名稱：潛水泵的機械密封裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於潛沒電泵的機械密封領域，尤其涉及機械密封充油腔設置在電動機腔與泵腔之間。
背景技術：
習知技術中，如中國專利申請CN200410041188.0離心泵用雙端面機械密封，其特徵是雙端密封壓緊採用鼓形橡膠圈，鼓形橡膠圈兩端分別有徑向防轉、軸向可移動的連接體與泵體連接，鼓形橡膠圈外周有密封盒封閉，密封盒與鼓形橡膠圈形成的腔體與泵腔連通，鼓形橡膠圈與後端密封間有軸向隨動的冷卻液腔，後端密封外側有壓緊調節裝置。
再如中國專利申請CN00803748.5一種使潤滑油留在設置在一潛水泵油腔內的複式軸密封裝置滑動表面的裝置，其中，一用於機械密封的油腔設置在電動機腔與泵腔之間，該裝置包括一包圍複式軸密封裝置的圓筒形壁件；一固定於圓筒形壁件的內圓周表面的導向葉片；一形成在圓筒形壁件下邊緣的入油口；一設置在位於一上匹配圈和一上密封圈之間的滑動表面之上的圓筒形壁件的上邊緣處的朝內伸出的凸緣，使得該凸緣靠近電動機側殼體；以及，一形成在凸緣的上表面與包圍其中安裝有上匹配圈的環形槽的圓周壁的下表面之間的出油口，其中，設置在圓筒形壁件上邊緣處設置的凸緣上表面與圓周壁的下表面之間的間隙設定成落入約0.5毫米至3毫米的範圍內；設置在圓筒形壁件的上邊緣的凸緣的內圓周表面與上密封圖的外圓周表面之間的間隙設定成落入約1毫米至3毫米的範圍內。該裝置不管泵軸的轉速如何變化，都能防止潤滑油從潛水泵油腔的中心部朝圓周壁散射，並通過在出油口形成油膜防止空氣進入潤滑油中，從而潤滑和冷卻密封裝置。
又如中國專利申請CN03123163.2.一種機械密封裝置，其結構是，將安裝於迴轉軸的第1密封環與安裝於密封外殼的第2密封環的密封面相互密接，將高壓被密封流體側與低壓側密封，其特徵在於，所述密封環中的一方密封環具有可與被安裝的臺階狀安裝面固定的接合面，同時在與所述接合面的反向側上具有密封面，在所述密封環的接合面與所述臺階狀安裝面之間具有橡膠狀彈性材料制的杯狀墊圈，在所述杯狀墊圈上一體地具有支承板，並且，所述支承板的支承面與對向的所述密封環的接合面平行狀配置。
再如中國專利申請CN01815393.3改進的機械端面密封，包括兩個相對旋轉的密封環，一用於在一個密封環與外殼或旋轉軸之間提供一第二密封件的有回彈力的波紋管，及一坐落于波紋管中的夾形彈簧元件。該有回彈力的波紋管包括一彈性體材料，如模製橡膠，並具有大致呈倒置的「歐米加」形狀的更大剖面的單個旋圈。該夾形彈簧元件包括多個大致「U」形的彈簧夾，這些彈簧夾向處於密封關係的環表面提供軸向偏壓力。
習知的技術的潛水泵的機械密封或結構複雜；或機械密封的抗泵抽空性能和抗磨損性能不能達到更好的水平；或不能直觀的檢查內、外密封在靜壓下是否洩漏，帶來作業過程中的盲區；或不宜實現單就密封機構拆檢，給作業帶來不便。
發明內容
本發明所要解決的問題在於克服習知技術存在的上述缺陷，而提供一種潛水泵的機械密封裝置。
本發明解決其技術問題是採取以下技術方案來實現的，依據本發明提供的一種潛水泵的機械密封裝置，包括密封本體，其中，所述的密封本體具有固裝泵軸上的軸套，一密封殼體套裝在所述軸套上，一密封蓋與該密封殼體匹配結合構成密封本體；所述的密封殼體上半部設置容納第一機械密封組的密封殼上腔室；第一機械密封組固裝在充滿潤滑油的密封腔內，形成第一密封構造；所述密封殼體下半部設置容納第二機械密封組的密封殼下腔室，密封殼下腔室部與軸套間留有預設的間隙；第二機械密封組藉由軸套底端凸設的座部裝置在密封殼下腔室內，形成第二密封構造；一增壓器藉由密封殼體下半部側開的、與密封殼下腔室接連的增壓器接口連接。
本發明解決其技術問題還可以採取以下技術方案進一步實現前述的潛水泵的機械密封裝置，其中，所述的第一機械密封組包括裝置在軸套上的具有張力的橡膠波紋管，藉由波紋管套裝上傳動套和下傳動套，在上、下傳動套間配置調節彈簧；動密封環裝置在軸套與上傳動套之間的環槽內，並留有夾置波紋管的間隙；鄰接該動密封環裝置抵頂於密封蓋內止口的靜密封環，動密封環與靜密封環間留有散熱槽道；密封殼體外緣分布設置導流散熱的豁槽。
前述的潛水泵的機械密封裝置，其中，所述的第二機械密封組包括一預持下靜密封環的推環組件，和固裝在軸套座部、封堵住密封殼腔室的下動密封環，所述的下靜密封環與下動密封環間留有內擴的腔部，構成貫通密封殼上、下的充油腔，軸套座部與下動密封環間配置密封圈，在軸套座內壁設置具有斜度的排氣通孔。
前述的潛水泵的機械密封裝置，其中，所述的推環組件由裝置在密封殼體上的彈簧、和受該彈簧頂持、並持頂著下靜密封環不轉動的推動環組成；所述的密封殼體上的容置彈簧的穴部設置通向密封殼上腔室的通孔。
前述的潛水泵的機械密封裝置，其中，所述的第一機械密封組藉由軸套上凸設的肩部和密封蓋的內止口裝置在充滿潤滑油的密封腔內。
前述的潛水泵的機械密封裝置，其中，所述的密封蓋端部設置溝通密封蓋腔室的進油口，並配置密封堵；密封蓋與靜密封環間配置密封圈；該密封蓋具有向上延伸設置的密封蓋腔室，且與密封殼上、下腔室貫通、共同構成充盈潤滑油的密封腔，。
前述的潛水泵的機械密封裝置，其中，所述增壓器具有內置絕緣活塞的缸體，絕緣活塞與缸體間裝置密封圈形成缸體的密封充油區部和壓力區部，該絕緣活塞上設置銅電極通過導線與外置的報警裝置連接；一彈簧藉由彈性擋圈裝置在壓力區部。
前述的潛水泵的機械密封裝置，其中，一灌注適量潤滑油的膠囊兜底固裝在缸體外緣部；在軸套底座與密封殼體間通過緊固件裝置可拆卸的定位鉤。
前述的潛水泵的機械密封裝置，其中，所述導線從膠囊口與外殼之間引出，缸體外緣部裝置紮緊膠囊的鎖緊環；在密封殼體一側加置與密封殼上腔室接通的補油管口。
前述的潛水泵的機械密封裝置，其中，所述在密封殼體與增壓器間加置引導增壓器外置的連接管。
本發明與現有技術相比具有顯著的優點和有益效果。由以上技術方案可知，本發明在優異的結構配置下，至少有如下的優點本發明設置兩套機械密封和一個活塞增壓器組合成的集裝式機械密封，密封腔內充滿絕緣潤滑油，活塞增壓器能使密封腔內絕緣潤滑油的壓力維持在略高於泵送流體壓力的水平，絕緣潤滑油在壓力差的作用下進入機械密封的摩擦面之間形成潤滑油膜，延長密封的使用壽命，將密封的抗泵抽空性能和抗磨損性能提高到更好的水平；本案將泵腔和軸承腔完全隔離，有效防止了泵送液體沿著傳動軸侵入軸承腔乃至電機腔；本案的構造設計使密封裝置在裝進泵體之前進行充油和預加壓工作，並能直觀的檢查內、外密封在靜壓下是否洩漏，大大提高了密封的可靠性；本案之構造設置可使第一及第二機械密封均處於最佳工作高度，而該兩密封的工作高度不會因泵軸與泵殼之間的軸向安裝誤差而受影響，從而使密封的安裝更簡捷、可靠；本案中第二密封構造的設置，有效提高了密封的跟蹤性，特別保證了外機械密封無論在哪種壓力情況下(潤滑油壓力高或是泵送介質壓力高)密封面的閉合力都大於開啟力，密封面不會被液力推開造成密封失效，確保密封的安全可靠；本發明結構簡單，易於實現產業推廣。
本發明的具體實施方式
由以下實施例及其附圖詳細給出。
圖1是本發明整體結構示意圖；圖2是本發明配置定位卡鉤局部放大的結構示意圖；圖3是本發明中增壓器固定在泵體外側的結構示意圖。
具體實施例方式
以下結合較佳實施例，對依據本發明提供的具體實施方式
、特徵及其功效，詳細說明如後；為了簡單和清楚的目的，下文恰當的省略了公知技術的描述，以免那些不必要的細節影響對本技術方案的描述。
請參見圖1-3，一種潛水泵的機械密封裝置，包括密封本體，該密封本體1藉由泵軸2固裝在電機腔(或軸承腔)與泵腔之間，4為軸承，其中，所述的密封本體包括通過緊定螺釘26固裝泵軸2上的軸套14，一密封殼體11套裝在所述軸套上，一密封蓋12藉由緊固件13與該密封殼體匹配結合後通過緊固件13a將密封蓋及密封殼體裝配在泵體3上；所述的密封殼體11上半部設置容納第一機械密封組15和充盈潤滑油的密封殼上腔室111，所述的密封蓋12具有向上延伸設置的密封蓋腔室122，且與密封殼腔室貫通、共同構成充盈潤滑油的密封腔，並形成使密封腔內殘留氣體得以收集的集氣空間；該密封蓋端部設置溝通密封蓋腔室的進油口123，並配置密封堵124；第一機械密封組15藉由軸套上凸設的肩部141和密封蓋的內止口125裝置在充滿潤滑油的密封腔內，形成第一密封構造；所述的第一機械密封組15包括裝置在軸套上的具有張力的橡膠波紋管151，藉由波紋管套裝上傳動套152和下傳動套153，在上、下傳動套間配置調節彈簧154；動密封環156裝置在軸套與上傳動套152之間的環槽159內，並留有夾置波紋管的間隙；鄰接該動密封環裝置抵頂於密封蓋內止口的靜密封環157，密封蓋與靜密封環間配置密封圈，動密封環與靜密封環間留有散熱槽道158；所述密封殼體下半部伸置可接觸到泵送介質處，設置容納第二機械密封組16的密封殼下腔室112，密封殼下腔室部與軸套間留有預設的間隙116；第二機械密封組16藉由軸套底端凸設的座部142裝置在密封殼下腔室內，形成第二密封構造；所述的第二機械密封組16包括一頂持下靜密封環162的推環組件163，和固裝在軸套座部、封堵住密封殼腔室的下動密封環161，所述的下靜密封環與下動密封環間留有內擴的腔部111a，構成貫通密封殼上、下的充油腔，軸套座部與下動密封環間配置密封圈，在軸套座內壁設置具有斜度的排氣通孔146，確保氣體不駐留。
所述的推環組件163由裝置在密封殼體上的彈簧1631、和受該彈簧頂持、並持頂著下靜密封環不轉動的推動環1632組成；所述的密封殼體上的容置彈簧的穴部設置通向密封殼上腔室111的通孔111b；在所述密封殼體下半部側開與密封殼下腔室接連的活塞增壓器接口113，一活塞增壓器17藉由此口密封連接，由此將經由密封腔的潤滑油按預設量灌進活塞增壓器；所述活塞增壓器具有內置絕緣活塞172的缸體171，絕緣活塞與缸體間裝置密封圈1721形成缸體的密封充油區部173和壓力區部174，該絕緣活塞上設置由導線1723連接的銅電極1722，一彈簧175藉由彈性擋圈裝置在壓力區部；一灌注適量潤滑油的膠囊176兜底套裝在缸體171外緣部，通過鎖緊環177鎖緊，導線從膠囊孔口與外殼之間引出，再用鎖緊環將膠囊紮緊；在軸套底座與密封殼體間通過緊固件裝置可拆卸的定位鉤6。
在密封殼體與活塞增壓器間加置連接管8，提供了將活塞增壓器移至機體以外的另一實例；在密封殼體一側加置與密封殼上腔室接通的補油管口9提供了在機體外部無需拆卸機械密封裝置直接補油的實例。
密封殼體外緣分布設置導流散熱的豁槽(117)，以進一步提高密封的散熱效果，促進了摩擦副外周介質的流動。
關於實施本案的進一步描述，當活塞增壓器組裝好並測試其性能合格後，即可與密封本體連接，在使用前將密封蓋的密封堵打開，灌注潤滑油，當潤滑油灌滿之後，將活塞向外拉至彈簧全壓縮量的4/5，並繼續向密封腔中注油，直到密封腔被潤滑油完全充滿後再將密封堵擰緊。這樣活塞增壓器就在彈簧力的作用下向密封腔內提供了適當的壓強膠囊中灌注適量潤滑油，然後再將膠囊套在增壓器外殼上，同時將絕緣導線從膠囊孔口與外殼之間引出，再用鎖緊環將防汙膠囊紮緊，由此很好的保證了缸體的壓力區部同樣不受汙水侵襲。
本機械密封裝置裝入泵體之後，泵可以進行空轉試驗，因為此時密封腔中已有帶壓的潤滑油，密封摩擦副之間存在潤滑油膜。當泵體潛入液下，膠囊在介質的壓力下將產生變形，並通過膠囊內的潤滑油將介質壓力進一步傳給活塞，活塞在液力和彈簧力的共同作用下向密封腔內的潤滑油提供壓力從而達到活塞兩側的壓力平衡。
本密封設計使密封腔內潤滑油與泵送介質的壓力差不會隨著泵體的潛入深度而發生改變，它的大小僅與活塞彈簧的壓縮量有關。因此能夠始終保持潤滑油的壓力略大於泵送介質壓力。密封蓋腔室向上延伸的設置使密封腔內殘留氣體得以收集，保證第一機械密封摩擦面充分浸泡在潤滑油中，不致因密封腔內的殘留氣體導緻密封幹摩擦。
第一機械密封組設置浸在密封腔內的潤滑油中，即使密封腔內存在少量氣體，也能保證密封摩擦面始終在潤滑油中工作。
第二機械密封組採取靜止型抗反壓設計，被推動環頂著的下靜密封環，起到靜止式補償環的作用，提高了密封的跟蹤性，彈簧設置在乾淨的充油穴部，避免了彈簧被介質中的汙物堵塞，抗反壓設計保證了第二機械密封組無論在哪種壓力情況下(潤滑油壓力高或是泵送介質壓力高)密封都不會被推開而引起失效。
第二機械密封組安裝在靠近泵腔的介質側，其密封摩擦副的內徑側是潤滑油，外徑側是泵送介質，為了提高外密封摩擦副的耐磨性，動、靜環均採用硬質材料，下動密封環為旋轉環安裝在軸套上，通過兩個O形橡膠圈實現密封，由此無論是密封內徑側的潤滑油壓力高，還是密封外徑側的介質壓力高，下動密封環都不會被液力推出。
下靜密封環通過O形橡膠圈實現與密封殼體的密封，推環組件起到防止下靜密封環轉動的作用，彈簧為下靜密封環和下動密封環提供了均勻適當的彈簧比壓，使之保持貼合。下靜密封環的設置實現了雙向壓力平衡，故無論是密封內徑側的潤滑油壓力高還是密封外徑側的介質壓力高，該環的平衡係數都保持在不會被液力推出的良好區間範圍。
泵正常工作時，密封腔內的潤滑油在壓力差的作用下會有微量的洩漏，從而引起密封腔內壓力下降，此時活塞增壓器在泵送介質壓力和彈簧力的共同作用下向密封腔內補充潤滑油，並保持密封腔壓力始終略高於介質壓力，同時活塞增壓器還可以吸收由密封摩擦熱、攪拌熱和介質溫度引起的潤滑油體積變化，在預期的工作時間內為機械密封提供最佳的工作環境。密封在正常運轉時會有微量的潤滑油洩漏到介質側，此時活塞會在介質力和彈簧力的共同作用下向密封腔側移動，為密封腔內補充潤滑油；當密封運轉產生熱量或介質升溫使密封腔內潤滑油體積膨脹時，潤滑油會推動活塞後退，從而始終保持潤滑油與介質之間存在適度的正向壓差。
當密封達到預期的工作時間，活塞已完全被推移到活塞缸底部，不能再向密封腔內補充潤滑油時，密封腔內的潤滑油將失去增壓器提供的正向壓力，但密封並不會馬上損壞，而此時活塞上的兩個銅電極與活塞缸底部接觸，兩個銅電極導通，通過絕緣導線發出一個信號，報告密封腔內需要再次注油。
此時應停止泵運轉，拆下本案機械密封裝置(本案機械密封裝置從泵體上拆下之前要將定位鉤重新裝好)將密封蓋的堵打開，通過螺紋孔向密封腔內再次灌注潤滑油，以保證密封下一個運轉周期的正常運行。由於增壓器為密封腔內提供的正向壓差不超過0.05MPa，故密封在正常工作時潤滑油的洩漏量非常小，活塞缸體容積的大小決定了增壓器向密封腔內補油間隔時間的長短。
如果用連接管將密封殼體與活塞增壓器連通，活塞增壓器就可以安裝在泵體外側，這樣活塞增壓器就可以加大尺寸，延長密封注油後的預期運轉時間。同理，如果用連接管將密封的補油口連接到泵殼體外側，並配上標準的快換接頭，密封就可以實現不拆卸補油。為了保護快換接頭不被介質汙染，密封補完油後應擰上管帽。
在詳細說明的較佳實施例之後，熟悉該項技術人士可清楚的了解，在不脫離上述申請專利範圍與精神下可進行各種變化與修改，且本發明亦不限於說明書中所舉實施例的實施方式。
權利要求
1.一種潛水泵的機械密封裝置，包括密封本體，其特徵在於，其中，所述的密封本體具有固裝泵軸(2)上的軸套(14)，一密封殼體(11)套裝在所述軸套上，一密封蓋(12)與該密封殼體匹配結合構成密封本體；所述的密封殼體(11)上半部設置容納第一機械密封組(15)的密封殼上腔室(111)；第一機械密封組(15)固裝在充滿潤滑油的密封腔內，形成第一密封構造；所述密封殼體下半部設置容納第二機械密封組(16)的密封殼下腔室(112)，密封殼下腔室部與軸套間留有預設的間隙(116)；第二機械密封組藉由軸套底端凸設的座部(142)裝置在密封殼下腔室內，形成第二密封構造；一增壓器(17)藉由密封殼體下半部側開的、與密封殼下腔室接連的增壓器接口(113)連接。
2.如權利要求1所述的潛水泵的機械密封裝置，其特徵在於，所述的第一機械密封組(15)包括裝置在軸套上的具有張力的橡膠波紋管(151)，藉由波紋管套裝上傳動套(152)和下傳動套(153)，在上、下傳動套間配置調節彈簧(154)；動密封環(156)裝置在軸套與上傳動套(152)之間的環槽(159)內，並留有夾置波紋管的間隙；鄰接該動密封環裝置抵頂於密封蓋內止口的靜密封環(157)，動密封環與靜密封環間留有散熱槽道(158)；密封殼體外緣分布設置導流散熱的豁槽(117)。
3.如權利要求1或2所述的潛水泵的機械密封裝置，其特徵在於，所述的第二機械密封組(16)包括一頂持下靜密封環(162)的推環組件(163)，和固裝在軸套座部、封堵住密封殼腔室的下動密封環(161)，所述的下靜密封環與下動密封環間留有內擴的腔部(111a)，構成貫通密封殼上、下的充油腔，軸套座部與下動密封環間配置密封圈，在軸套座內壁設置具有斜度的排氣通孔(146)。
4.如權利要求3所述的潛水泵的機械密封裝置，其特徵在於，所述的推環組件(163)由裝置在密封殼體上的彈簧(1631)、和受該彈簧頂持、並持頂著下靜密封環不轉動的推動環(1632)組成；所述的密封殼體上的容置彈簧的穴部設置通向密封殼上腔室(111)的通孔(111b)。
5.如權利要求4所述的潛水泵的機械密封裝置，其特徵在於，所述的第一機械密封組(15)藉由軸套上凸設的肩部(141)和密封蓋的內止口(125)裝置在充滿潤滑油的密封腔內。
6.如權利要求5所述的潛水泵的機械密封裝置，其特徵在於，所述的密封蓋端部設置溝通密封蓋腔室的進油口(123)，並配置密封堵(124)；密封蓋與靜密封環間配置密封圈；該密封蓋具有向上延伸設置的密封蓋腔室(122)，且與密封殼上、下腔室貫通、共同構成充盈潤滑油的密封腔。
7.如權利要求6所述的潛水泵的機械密封裝置，其特徵在於，所述增壓器具有內置絕緣活塞(172)的缸體(171)，絕緣活塞與缸體間裝置密封圈(1721)形成缸體的密封充油區部(173)和壓力區部(174)，該絕緣活塞上設置銅電極(1722)通過導線(1723)與外置的報警裝置連接；一彈簧(175)藉由彈性擋圈裝置在壓力區部。
8.如權利要求7所述的潛水泵的機械密封裝置，其特徵在於，一灌注適量潤滑油的膠囊(176)兜底固裝在缸體(171)外緣部；在軸套底座與密封殼體間通過緊固件裝置可拆卸的定位鉤(6)。
9.如權利要求8所述的潛水泵的機械密封裝置，其特徵在於，所述導線從膠囊口與外殼之間引出，缸體外緣部裝置紮緊膠囊的鎖緊環；在密封殼體一側加置與密封殼上腔室接通的補油管口(9)。
10.如權利要求9所述的潛水泵的機械密封裝置，其特徵在於，所述在密封殼體與增壓器間加置引導增壓器外置的連接管(8)。
全文摘要
一種潛水泵的機械密封裝置，包括密封本體，其中，所述的密封本體具有固裝泵軸上的軸套，一密封殼體套裝在所述軸套上，一密封蓋與該密封殼體匹配結合構成密封本體；所述的密封殼體上半部設置容納第一機械密封組的密封殼上腔室；第一機械密封組固裝在充滿潤滑油的密封腔內，形成第一密封構造；所述密封殼體下半部設置容納第二機械密封組的密封殼下腔室，密封殼下腔室部與軸套間留有預設的間隙；第二機械密封組藉由軸套底端凸設的座部裝置在密封殼下腔室內，形成第二密封構造；一增壓器藉由密封殼體下半部側開的、與密封殼下腔室接連的增壓器接口連接。
文檔編號F04D29/08GK1834469SQ20061001344
公開日2006年9月20日 申請日期2006年4月10日 優先權日2006年4月10日
發明者於業明 申請人:於業明